(57)【要約】  容易に目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測できる予測装置、予測方法、プログラムおよび記録媒体を提供する。  本発明の予測装置１０は、入力手段１１と算出手段１２と予測手段１３とを備える。入力手段１１は、被対照プールの選択アプタマーを含む被対照アプタマー配列群と対照アプタマー配列を含む対照アプタマー配列群の配列を入力し、算出手段１２は、被対照アプタマー配列群および対照アプタマー配列群の自由エネルギーを算出し、予測手段１３は、前記両配列群の自由エネルギーを比較し、被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが対照アプタマー配列群よりも低い場合に、被対照プールを濃縮されたプールと予測する。対照アプタマー配列群は、複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、または被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群である。
2012002549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の候補アプタマー配列から選択された選択アプタマー配列を含む被対照プールについて、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測装置であって、
入力手段と、自由エネルギーの算出手段と、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測手段とを備え、
前記入力手段は、
被対照プールに含まれる被対照アプタマー配列群の配列情報、および対照アプタマー配列群の配列情報を入力する入力工程を実行し、
前記算出手段は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報および前記対照アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーおよび前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーを算出する算出工程を実行し、
前記予測手段は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを前記目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する予測工程を実行し、
前記対照アプタマー配列群が、
（１）前記複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
の少なくとも一方であることを特徴とする予測装置。
【請求項２】
前記対照アプタマー配列群が、前記（１）候補アプタマー配列群であり、
前記予測手段は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する、請求項１記載の予測装置。
【請求項３】
前記対照アプタマー配列群が、前記（２）仮想アプタマー配列群であり、
前記予測手段は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する、請求項１記載の予測装置。
【請求項４】
さらに、前記仮想アプタマー配列の生成手段を備え、
前記生成手段は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（２）仮想アプタマー配列群を生成する生成工程を実行する、請求項３記載の予測装置。
【請求項５】
前記対照アプタマー配列群が、前記（１）候補アプタマー配列群、前記（２）仮想アプタマー配列群、および下記（３）仮想アプタマー配列群であり、
（１）前記複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
（３）前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
前記予測手段は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、
前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、
前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーに対する前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーの減少程度が、前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーに対する前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーの減少程度よりも大きい場合、前記被対照プールを前記目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する前記予測工程を実行する、請求項１から４のいずれか一項に記載の予測装置。
【請求項６】
さらに、前記仮想アプタマー配列の生成手段を備え、
前記生成手段は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（２）仮想アプタマー配列群を生成し、
前記候補アプタマー配列群の配列情報から、前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（３）仮想アプタマー配列群を生成する生成工程を実行する、請求項５記載の予測装置。
【請求項７】
前記仮想アプタマー配列群の配列数が、１００個〜１０００万個である、請求項１から６のいずれか一項に記載の予測装置。
【請求項８】
前記被対照アプタマー配列群および前記候補アプタマー配列群の配列数が、それぞれ、５個〜１億個である、請求項１から７のいずれか一項に記載の予測装置。
【請求項９】
前記自由エネルギーが、自由エネルギーの平均および分散の少なくとも一方である、請求項１から８のいずれか一項に記載の予測装置。
【請求項１０】
さらに、出力手段を備え、
前記出力手段は、前記予測手段で予測された予測結果を出力する、請求項１から９のいずれか一項に記載の予測装置。
【請求項１１】
複数候補アプタマー配列から選択された選択アプタマー配列を有する被対照プールについて、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測方法であって、
被検対照プールに含まれる被対照アプタマー配列群の配列情報および対照アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーおよび前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーを算出する算出工程と、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと、前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが、前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを、目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する予測工程とを有し、
前記対照アプタマー配列群が、
（１）複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
の少なくとも一方であることを特徴とする予測方法。
【請求項１２】
前記対照アプタマー配列群が、前記（１）の候補アプタマー配列群であり、
前記予測工程は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する、請求項１１記載の予測方法。
【請求項１３】
前記対照アプタマー配列群が、前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群であり、
前記予測工程は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する、請求項１１記載の予測方法。
【請求項１４】
さらに、仮想アプタマー配列の生成工程を有し、
前記生成工程は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（２）仮想アプタマー配列群を生成する工程である、請求項１３記載の予測方法。
【請求項１５】
前記対照アプタマー配列群が、前記（１）候補アプタマー配列群、前記（２）仮想アプタマー配列群、および下記（３）の仮想アプタマー配列群であり、
（１）前記複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
（３）前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
前記予測工程は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、
前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、
前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーに対する前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーの減少程度が、前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーに対する前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーの減少程度よりも大きい場合、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の予測方法。
【請求項１６】
さらに、生成工程を有し、
前記生成工程は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（２）仮想アプタマー配列群を生成し、
前記候補アプタマー配列群の配列情報から、前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（３）仮想アプタマー配列群を生成する工程である、請求項１５記載の予測方法。
【請求項１７】
前記仮想アプタマー配列群の配列数が、１００個〜１０００万個である、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の予測方法。
【請求項１８】
前記被対照アプタマー配列群および前記候補アプタマー配列群の配列数が、それぞれ、５個〜１億個である、請求項１１から１７のいずれか一項に記載の予測方法。
【請求項１９】
前記自由エネルギーが、自由エネルギーの平均および分散の少なくとも一方である、請求項１１から１８のいずれか一項に記載の予測方法。
【請求項２０】
請求項１１から１９のいずれか一項に記載の予測方法を、コンピュータ上で実行可能なことを特徴とするプログラム。
【請求項２１】
請求項２０記載のプログラムを記録していることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の候補アプタマー配列からの目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測装置、予測方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
アプタマーは、ターゲットに結合する核酸リガンドであり、その製造方法は、ＳＥＬＥＸ（Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｉｇａｎｄｓ  ｂｙ  ＥＸｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｅｎｒｉｃｈｉｍｅｎｔ）法が一般的である（特許文献１、非特許文献１）。ＳＥＬＥＸ法は、ランダム配列を有するＲＮＡライブラリーと前記ターゲットとの接触、および前記ターゲットに結合したＲＮＡの増幅を、１セットの選択処理とし、複数ラウンドを繰り返し行う。これによって、初期のＲＮＡライブラリーから、ターゲットに結合可能な配列を目的アプタマーとして選択する。【０００３】
しかしながら、ラウンドごとにＲＮＡプールが得られるが、各プールにおける目的アプタマーの割合は、ラウンドを重ねるにしたがって、コンスタントに増加するものではない。このため、ラウンド数は、一般的に、実験者の経験則に基づいて設定される。しかし、経験則に基づくと、例えば、すでに目的アプタマーが濃縮されたプールが得られているにもかかわらず、さらに、前述の選択処理を繰り返し行っている場合がある。また、例えば、前述の選択処理を複数ラウンド繰り返すことによって、プールに含まれるＲＮＡのバリエーションが減少するため、見かけ上、プールに含まれるＲＮＡが目的アプタマーに集束（以下、濃縮ともいう）されているように見える。しかし、実際には、最終ラウンドのプールにおいて、目的のアプタマーが濃縮されていない場合がある。このように、どれだけのラウンドを重ねれば、目的アプタマーを前記プール内で濃縮できるかは、不明である。このため、現実には、各ラウンドのプールまたは前記各プールからサンプリングしたＲＮＡについて、ターゲットとの結合性を確認したり、結合能を確認したＲＮＡの前記プールにおける割合を確認する等、ウェットでの確認が必要となる。その結果、労力、時間およびコストがかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７６３９５８号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｓｃｉｅｎｃｅ．（１９９０）２４９，５０５−５１０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、ライブラリーから目的アプタマー配列を選択する際に、容易に、前記目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測できる予測装置、予測方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の予測装置は、複数の候補アプタマー配列から選択された選択アプタマー配列を含む被対照プールについて、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測装置であって、
入力手段と、自由エネルギーの算出手段と、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測手段とを備え、
前記入力手段は、
被対照プールに含まれる被対照アプタマー配列群の配列情報、および対照アプタマー配列群の配列情報を入力する入力工程を実行し、
前記算出手段は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報および前記対照アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーおよび前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーを算出する算出工程を実行し、
前記予測手段は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを前記目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する予測工程を実行し、
前記対照アプタマー配列群が、
（１）前記複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
の少なくとも一方であることを特徴とする。【０００８】
また、本発明の予測方法は、複数候補アプタマー配列から選択された選択アプタマー配列を有する被対照プールについて、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測方法であって、
被検対照プールに含まれる被対照アプタマー配列群の配列情報および対照アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーおよび前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーを算出する算出工程と、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと、前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが、前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを、目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する予測工程とを有し、
前記対照アプタマー配列群が、
（１）複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
の少なくとも一方であることを特徴とする。【０００９】
また、本発明のプログラムは、前記本発明の予測方法を、コンピュータ上で実行可能なことを特徴とする。【００１０】
また、本発明の記録媒体は、前記本発明のプログラムを記録していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前記被対照アプタマー配列群と前記対照アプタマー配列群との自由エネルギーを比較するのみで、容易に前記目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測できる。このため、例えば、目的アプタマーを濃縮するための選択処理を、必要以上のラウンド数繰り返したり、濃縮のためのラウンド数が不足すること等を防止できる。また、本発明により濃縮の有無を予測すれば、例えば、必要と考えられるプールについてのみ、ウェットでの確認試験を行えば足りるため、労力やコストを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の予測装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の予測方法および予測プログラムの実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の予測方法および予測プログラムの実施形態を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の予測装置の実施形態を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の予測装置の実施形態を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の予測方法および予測プログラムの実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の予測方法および予測プログラムの実施形態を示すフローチャートである。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の実施例１における、１万個の仮想アプタマー配列を含む仮想アプタマー配列群の自由エネルギーの平均を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、本発明の実施例１における、１０００個の仮想アプタマー配列を含む仮想アプタマー配列の自由エネルギーの平均を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施例１における、１０万個の仮想アプタマー配列を含む仮想アプタマー配列群の自由エネルギーの分散を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の実施例１における、サンプリングアプタマー配列群の自由エネルギーの平均および仮想アプタマー配列群の自由エネルギーの平均を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、鋭意研究の結果、目的アプタマー配列が濃縮されたプールは、目的アプタマー配列が濃縮されていないプールと比較して、自由エネルギーが低い値を示すことを見出した。その結果、任意の２種類のプールについて、それぞれの自由エネルギーを比較し、一方のプールが、他方のプールよりも、低い自由エネルギーを示していれば、前者のプールは、後者のプールよりも、目的アプタマー配列が濃縮されていると予測することが可能となった。また、さらに、プールに含まれるアプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を含む仮想アプタマー配列群を生成した場合、目的アプタマー配列が濃縮されたプールは、前記プールに含まれるアプタマー配列群の自由エネルギーが、前記仮想アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い値を示すことを見出した。その結果、任意のプールについて、前記プールに含まれるアプタマー配列群の自由エネルギーと、その仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、前記プールに含まれるアプタマー配列群が、前記仮想アプタマー配列群よりも低い自由エネルギーを示していれば、前記プールは、目的アプタマー配列が濃縮されていると予測することが可能となった。
【００１４】
本発明において、「目的アプタマー配列」とは、任意のターゲットに結合可能な核酸の配列であり、「候補アプタマー配列」とは、ターゲットに対する結合性が不明な核酸の配列であって、前記目的アプタマー配列の候補となる配列であり、「選択アプタマー配列」とは、候補アプタマー配列のうち、任意の条件を満たすアプタマー配列である。本発明において、「目的アプタマー配列の濃縮」とは、例えば、複数の候補アプタマー配列を含むプールＰｎから、任意の条件を満たすアプタマー配列を選択して、前記選択アプタマー配列を含むプールＰｍを得た際、前記選択前の前記プールＰｎにおける目的アプタマー配列の割合よりも、前記選択後の前記プールＰｍにおける目的アプタマー配列の割合（重複数ともいう）が高くなることを意味する。また、「目的アプタマー配列の濃縮」は、例えば、「プールに含まれる核酸の配列が、目的アプタマー配列に収束する」ということもできる。
【００１５】
本発明において、「被対照プール」は、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する、予測対象のプールであり、複数の候補アプタマー配列から選択された選択アプタマー配列を含む。本発明において、「被対照アプタマー配列群」は、前記被対照プールにおける選択アプタマー配列を含むアプタマー配列群であり、例えば、以下、「選択アプタマー配列群」ともいう。前記被対照アプタマー配列群は、例えば、前記被対照プールに含まれる全ての選択アプタマー配列からなるアプタマー配列群でもよいし、一部の選択アプタマー配列からなるアプタマー配列群でもよい。
【００１６】
本発明において、「対照アプタマー配列群」は、前記被対照プールについて前記予測を行うにあたり、前記被対照アプタマー配列群の比較対象となるアプタマー配列群である。前記対照アプタマー配列群の詳細は、後述する。
【００１７】
本発明は、複数の候補アプタマー配列からなる対照プールＰｎに、任意の回数（ｍ回）、任意のスクリーニングを施し、前記候補アプタマー配列の選択を行い、選択された候補アプタマー配列（選択アプタマー配列）からなる被対照プールＰｎ＋ｍについて、目的アプタマー配列が、前記対照プールＰｎよりも濃縮されているか否かを予測するために使用できる。
【００１８】
前記対照プールＰｎの「ｎ」は、そのプールＰｎが、任意のスクリーニングによって選択をうけたプールであるか否か、および、スクリーニングの回数（ラウンド）を示し、０および正の整数を示す。すなわち、例えば、Ｐ０（ｎ＝０）は、任意のスクリーニングをうけていない未選択の候補アプタマー配列からなるプールである。また、Ｐ１（ｎ＝１）は、例えば、前記Ｐ０に、１回の任意のスクリーニングを施すことにより選択された候補アプタマー配列からなるプールである。また、Ｐ２（ｎ＝２）は、前記Ｐ１に、さらに１回の任意のスクリーニングを施すことにより選択された候補アプタマー配列からなるプールである。
【００１９】
他方、前記プールＰｍは、そのプールＰｍが、前記プールＰｎから、ｍ回の任意のスクリーニングによって選択を受けたことを示し、ｍは、正の整数を示す。すなわち、ｎが０、ｍが１の場合、Ｐｎ＋ｍ＝Ｐ１は、任意のスクリーニングをうけていない未選択の候補アプタマー配列からなるプールＰ０に、１回の任意のスクリーニングを施すことにより選択された選択アプタマー配列からなるプールである。前記任意のスクリーニングは、制限されず、例えば、ＳＥＬＥＸ法における選択処理があげられる。本発明は、ＳＥＬＥＸ法において、各ラウンドで得られるプールについて、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する際に、特に有用である。
【００２０】
本発明の予測装置は、前述のように、複数の候補アプタマー配列から選択された選択アプタマー配列を含む被対照プールについて、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測装置であって、
入力手段と、自由エネルギーの算出手段と、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測手段とを備え、
前記入力手段は、
被対照プールに含まれる被対照アプタマー配列群の配列情報、および対照アプタマー配列群の配列情報を入力する入力工程を実行し、
前記算出手段は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報および前記対照アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーおよび前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーを算出する算出工程を実行し、
前記予測手段は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを前記目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する予測工程を実行し、
前記対照アプタマー配列群が、
（１）前記複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２１】
本発明の予測装置は、例えば、前記対照アプタマー配列群が、前記（１）候補アプタマー配列群であり、
前記予測手段は、算出された前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと算出された前記候補アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する。
【００２２】
本発明の予測装置は、例えば、前記対照アプタマー配列群が、前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群であり、
前記予測手段は、算出された前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと算出された前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する。
【００２３】
本発明の予測装置は、例えば、さらに、前記仮想アプタマー配列の生成手段を備え、
前記生成手段は、前記入力された前記被対照アプタマー配列群の配列情報から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（２）仮想アプタマー配列群を生成する生成工程を実行する。
【００２４】
本発明の予測装置は、例えば、前記対照アプタマー配列群が、前記（１）候補アプタマー配列群、前記（２）仮想アプタマー配列群、および下記（３）仮想アプタマー配列群であり、
（１）前記複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
（３）前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
前記予測手段は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、
前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、
前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーに対する前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーの減少程度が、前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーに対する前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーの減少程度よりも大きい場合、前記被対照プールを前記目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する前記予測工程を実行する。
【００２５】
本発明の予測装置は、例えば、さらに、前記仮想アプタマー配列の生成手段を備え、
前記生成手段は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（２）仮想アプタマー配列群を生成し、
前記候補アプタマー配列群の配列情報から、前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（３）仮想アプタマー配列群を生成する生成工程を実行する。
【００２６】
本発明の予測装置は、例えば、前記仮想アプタマー配列群の配列数が、１００個〜１０００万個である。
【００２７】
本発明の予測装置は、例えば、前記被対照アプタマー配列群および前記候補アプタマー配列群の配列数が、それぞれ、５個〜１億個である。
【００２８】
本発明の予測装置は、例えば、前記自由エネルギーが、自由エネルギーの平均および分散の少なくとも一方である。
【００２９】
本発明の予測装置は、例えば、さらに、出力手段を備え、前記出力手段は、前記予測手段で予測された予測結果を出力する。
【００３０】
本発明の予測方法は、前述のように、複数候補アプタマー配列から選択された選択アプタマー配列を有する被対照プールについて、目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測する予測方法であって、
被検対照プールに含まれる被対照アプタマー配列群の配列情報および対照アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーおよび前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーを算出する算出工程と、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと、前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが、前記対照アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを、目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する予測工程とを有し、
前記対照アプタマー配列群が、
（１）複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００３１】
本発明の予測方法は、前記各工程が、全てコンピュータ上で実行される。
【００３２】
本発明の予測方法は、例えば、前記対照アプタマー配列群が、前記（１）の候補アプタマー配列群であり、
前記予測工程は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する。
【００３３】
本発明の予測方法は、前記対照アプタマー配列群が、前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群であり、
前記予測工程は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較して、前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーが前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する。
【００３４】
本発明の予測方法は、さらに、仮想アプタマー配列の生成工程を有し、
前記生成工程は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（２）仮想アプタマー配列群を生成する工程である。
【００３５】
本発明の予測方法は、前記対照アプタマー配列群が、前記（１）候補アプタマー配列群、前記（２）仮想アプタマー配列群、および下記（３）仮想アプタマー配列群であり、
（１）前記複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群、および、
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
（３）前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
前記予測工程は、
前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、
前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較し、
前記（２）被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーに対する前記被対照アプタマー配列群の自由エネルギーの減少程度が、前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーに対する前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーの減少程度よりも大きい場合、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する。
【００３６】
本発明の予測方法は、さらに、生成工程を有し、
前記生成工程は、
前記被対照アプタマー配列群の配列情報から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（２）仮想アプタマー配列群を生成し、
前記候補アプタマー配列群の配列情報から、前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成することにより、前記（３）仮想アプタマー配列群を生成する工程である。
【００３７】
本発明の予測方法は、例えば、前記仮想アプタマー配列群の配列数が、１００個〜１０００万個である。
【００３８】
本発明の予測方法は、例えば、前記被対照アプタマー配列群および前記候補アプタマー配列群の配列数が、それぞれ、５個〜１億個である。
【００３９】
本発明の予測方法は、例えば、前記自由エネルギーが、自由エネルギーの平均および分散の少なくとも一方である。
【００４０】
本発明のプログラムは、前記本発明の予測方法を、コンピュータ上で実行可能なことを特徴とする。
【００４１】
本発明の記録媒体は、本発明のプログラムを記録していることを特徴とする。
【００４２】
以下、図面を参照しながら本発明のさらに具体的な実施形態について説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００４３】
［実施形態１］
本実施形態は、前記対照アプタマー配列群を、前記（１）候補アプタマー配列群とする一例である。前記候補アプタマー配列群は、複数の候補アプタマー配列を含む。
【００４４】
本実施形態によれば、例えば、前記複数の候補アプタマー配列からなるプールＰｎから、選択により前記選択アプタマー配列からなるプールＰｎ＋ｍを得た際に、前記目的アプタマー配列が、前記プールＰｎ＋ｍにおいて、前記プールＰｎよりも濃縮されているか否かを予測できる。
【００４５】
本実施形態において、前記複数の候補アプタマー配列からなるプールＰｎを、前記非対照プールの比較対象となる「対照プール」または「候補プール」という。そして、前記対照アプタマー配列群、すなわち候補アプタマー配列群は、前記候補プールにおける前記候補アプタマー配列のうち、任意の前記候補アプタマー配列からなる群である。前記候補アプタマー配列群は、前記候補プールにおける全ての前記候補アプタマー配列からなる群でもよいし、一部の前記候補アプタマー配列からなる群でもよい。
【００４６】
前記被対照プールＰｎ＋ｍは、前記複数の候補アプタマー配列から選択された選択アプタマー配列からなるプールであり、「選択プール」ともいう。そして、前記被対照アプタマー配列群は、前記被対照プールにおける前記選択アプタマー配列のうち、任意の前記選択アプタマー配列からなる群であり、「選択アプタマー配列群」ともいう。前記被対照アプタマー配列群は、前記被対照プールにおける全ての前記選択アプタマー配列からなる群でもよいし、一部の前記選択アプタマー配列からなる群でもよい。
【００４７】
以下、本実施形態において、前記対照アプタマー配列は「候補アプタマー配列」、前記対照アプタマー配列群は「候補アプタマー配列群」、前記被対照アプタマー配列は「選択アプタマー配列」、前記被対照アプタマー配列群は「選択アプタマー配列群」ともいう。
【００４８】
図１（Ａ）に、本実施形態の予測装置の一例の構成を示す。図１（Ａ）に示すとおり、予測装置１０は、入力手段１１と自由エネルギー算出手段１２と濃縮予測手段１３と出力手段１４とを備える。自由エネルギー算出手段１２と濃縮予測手段１３とは、例えば、同図に示すように、ハードウェアであるデータ処理装置１５に組み込まれていてもよい。データ処理装置１５は、例えば、ＣＰＵ等を備えていてもよい。
【００４９】
入力手段１１は、例えば、自由エネルギー算出手段１２に電気的に接続されている。自由エネルギー算出手段１２は、例えば、濃縮予測手段１３に電気的に接続されている。濃縮予測手段１３は、例えば、出力手段１４に電気的に接続されている。
【００５０】
入力手段１１は、自由エネルギー算出手段１２に、前記候補アプタマー配列群（対照アプタマー配列群）および前記選択アプタマー配列群（被対照アプタマー配列群）の配列情報を入力する手段である。前記入力手段１１は、特に制限されず、例えば、キーボード、マウス等のコンピュータに備わる通常の入力装置、入力ファイルおよび他のコンピュータ等を用いることができる。入力手段１１は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、データベースに格納された、前記候補アプタマー配列群の配列情報および前記選択アプタマー配列群の配列情報を読み出す手段でもよい。この場合、例えば、同図に示すように、予めサーバ１６に格納された配列情報が、回線網１７を通じて、入力手段１１に呼び出される。また、入力手段１１は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、通信インターフェース１１１を含んでもよい。図１（Ｂ）において、図１（Ａ）と同一部分には同一符号を付している。
【００５１】
入力手段１１により配列情報を入力するアプタマー配列の数は、特に制限されない。前記候補アプタマー配列群の配列情報として、例えば、前記対照プールに含まれる全ての候補アプタマー配列の配列情報を入力してもよいし、一部の候補アプタマー配列の配列情報を入力してもよい。また、前記選択アプタマー配列群の配列情報として、例えば、前記被対照プールに含まれる全ての選択アプタマー配列の配列情報を入力してもよいし、一部の選択アプタマー配列の配列情報を入力してもよい。具体例として、入力手段１１により、配列情報を入力する前記候補アプタマー配列群の配列数および前記選択アプタマー配列群の配列数は、それぞれ、例えば、５個〜１億個であり、好ましくは、１０個〜１０万個であり、より好ましくは、２０個〜２００個である。
【００５２】
前記目的アプタマー配列の濃縮は、通常、アプタマー配列のライブラリーについて、複数ラウンドのスクリーニングを行うことで実施できる。このため、濃縮にあたって、例えば、スクリーニング開始前の初期プール（ラウンド０）および各ラウンドのプールが得られる。本発明においては、例えば、スクリーニングを行っていない初期プールおよびスクリーニングを行った各ラウンドのプールから、前記対照プールおよび前記被対照プールを設定できる。前記対照プールＰｎは、いずれのラウンドのプールを設定してもよい。前記被対照プールＰｎ＋ｍは、前述のように、選択された前記選択アプタマー配列を含むプールであることから、例えば、前記対照プールのラウンド以降のプールを設定できる。前記対照プールＰｎおよび前記被対照プールＰｎ＋ｍにおいて、ｎおよびｍは、スクリーニングの回数（ラウンド）を示し、ｎは、０および正の整数を示し、ｍは、正の整数を示す。具体的には、前記対照プールＰｎは、例えば、スクリーニングを行っていないラウンドｎ＝０のプールＰ０または１回以上のスクリーニングを行ったラウンドｎ≧１のプールＰｎ≧１を設定できる。一方、前記被対照プールＰｎ＋ｍは、例えば、さらにｍ回のスクリーニングを行った、ラウンドｎ以降のラウンドｎ＋ｍのプールＰｎ＋ｍ（ｎは、０および正の整数、ｍは、正の整数）を設定できる。前記被対照プールＰｎ＋ｍは、例えば、前記対照プールがラウンド０のプールＰ０の場合、ラウンド０以降のラウンドのプールＰｍ≧１を設定でき、具体的には、ラウンド１のプールＰ１および／またはラウンド１以降のラウンドのプールＰｍ≧２を設定できる。
【００５３】
本実施形態において、例えば、前記対照プールおよび前記被対照プールとして設定した、異なる任意のラウンドの２種類の各プールについて、アプタマー配列の配列情報を入力するだけでなく、同様に、その他の異なる任意のラウンドの１種類以上のプールについて、アプタマー配列の配列情報を入力してもよい。また、例えば、全てのラウンドのプールについて、アプタマー配列の配列情報を入力してもよい。このような場合、例えば、入力後に、前記対照プールおよび前記被対照プールを設定して、後述するように、それぞれの自由エネルギーを算出してもよい。また、例えば、入力した各ラウンドのプールについて、自由エネルギーを算出した後、前記対照プールおよび前記被対照プールを設定して、後述するように、自由エネルギーの比較を行ってもよい。なお、前述のように、各プールについて、入力する配列情報は、例えば、前記プールに含まれる全てのアプタマー配列の配列情報でもよいし、一部のアプタマー配列の配列情報でもよい。
【００５４】
前記候補アプタマー配列および前記選択アプタマー配列の配列情報は、例えば、ウェット系で実際に作製したアプタマーの配列情報でもよいし、ドライ系（ｉｎ  ｓｉｌｉｃｏ）で設計したアプタマーの配列情報でもよい。具体例として、前記候補アプタマー配列がウェット系で作製したアプタマーの配列の場合、例えば、ウェット系で、前記候補アプタマーから任意の条件により選択したアプタマーを、選択アプタマーとし、その配列の情報を、前記選択アプタマー配列の配列情報とすることができる。ウェット系でアプタマーを選択する方法は、特に制限されず、例えば、ＳＥＬＥＸ法があげられる。他方、前記候補アプタマー配列がドライ系で設計したアプタマーの配列情報の場合、例えば、ドライ系で、前記候補アプタマー配列から任意の条件により選択したアプタマー配列を、選択アプタマー配列とすることができる。前記ドライ系でアプタマー配列を選択する方法は、特に制限されず、例えば、前記候補アプタマー配列の配列情報から、任意の特徴を有するアプタマー配列を選択することにより行える。前記特徴は、特に制限されず、適宜設定できる。前記特徴は、例えば、塩基の並び方、各塩基の出現頻度、推定二次構造、各塩基の含有率、連続する塩基の出願頻度、モチーフ配列の有無、融解温度等があげられる。
【００５５】
自由エネルギー算出手段１２は、入力された前記対照プールの候補アプタマー配列群および入力された前記被対照プールの選択アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記候補アプタマー配列群の自由エネルギーおよび前記選択アプタマー配列群の自由エネルギーを算出する。前記候補アプタマー配列群の自由エネルギーは、例えば、前記対照プールの自由エネルギーということもでき、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギーは、例えば、前記被対照プールの自由エネルギーということもできる。前記自由エネルギーは、例えば、入力した配列情報から算出できる。前記自由エネルギーは、例えば、前記配列に関する、塩基の並び、推定二次構造、各塩基の含有率等の配列情報、および温度、塩濃度等の溶媒情報等に基づいて算出できる。前記算出方法は、特に制限されず、従来公知の方法により行うことができ、例えば、Ｍｆｏｌｄ（M.  Zuker,  Mfold  web  server  for  nucleic  acid  folding  and  hybridization prediction.  Nucleic  Acids  Res.  31  (13),  3406-15,  2003）、ＲＮＡｆｏｌｄ(Andreas  R  Gruber  et  al.,  The  vienna  rna  websuite.  Nucleic  Acids  Res,  36(Web  Server  issue):W70-W74,  Jul  2008)を用いて、自由エネルギー最小化法等を使用する方法等があげられる。前記自由エネルギーは、例えば、最小自由エネルギー（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｆｒｅｅ  Ｅｎｅｒｇｙ：ＭＦＥ）が好ましい。
【００５６】
前記候補アプタマー配列群の自由エネルギーは、例えば、前記候補アプタマー配列群に含まれる各候補アプタマー配列の自由エネルギーの平均でもよいし、分散でもよい。具体的には、入力された複数の候補アプタマー配列の配列情報について、それぞれ、自由エネルギーを算出し、さらに、それらの平均値またはそれらの分散値を算出して、前記候補アプタマー配列群の自由エネルギーの平均または分散としてもよい。また、前記選択アプタマー配列の自由エネルギーも、同様に、例えば、前記選択アプタマー配列群に含まれる各選択アプタマー配列の自由エネルギーの平均でもよいし、分散でもよい。具体的には、入力された複数の選択アプタマー配列の配列情報について、それぞれ、自由エネルギーを算出し、さらに、それらの平均値またはそれらの分散値を算出して、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギーの平均または分散としてもよい。自由エネルギーを算出する前記候補アプタマー配列の数および前記選択アプタマー配列の数は、特に制限されず、それぞれ、例えば、５個〜１億個であり、好ましくは、１０個〜１０万個であり、より好ましくは、２０個〜２００個である。
【００５７】
濃縮予測手段１３は、自由エネルギー算出手段１２から、前記自由エネルギーの情報を取り出し、前記対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギーと、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較する。そして、濃縮予測手段１３は、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギーが前記候補アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する。つまり、前記対照プールよりも、前記被対照プールは、目的アプタマーが濃縮されたプールであると予測できる。
【００５８】
また、予想結果の信頼性を向上できることから、例えば、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギーが、前記対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギーよりも有意に低い場合に、前記被対照プールを、目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測することが好ましい。有意か否かの判断方法は、特に制限されず、例えば、ｔ検定、ＫＳ検定等があげられる。例えば、前記ｔ検定の場合、有意水準５％（Ｐ＝０．０５）で有意と判断できる。
【００５９】
出力手段１４は、濃縮予測手段１３の予測結果を出力する手段であればよい。前記出力手段１４は、特に制限されず、例えば、ディスプレイ装置、印刷装置等のコンピュータに備わる通常の出力装置、出力ファイル、および、他のコンピュータ等を使用できる。
【００６０】
つぎに、図２および図３のフローチャートを参照し、本実施形態の予測方法を説明する。本実施形態の予測方法は、自由エネルギー算出工程（Ｓ２１）と、濃縮予測工程（Ｓ２２）とを含む。
【００６１】
［自由エネルギー算出工程］
前記対照プールの候補アプタマー配列群の配列情報および前記被対照プールの選択アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）および前記選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）を算出する（Ｓ３０１）。前記自由エネルギー算出工程は、例えば、自由エネルギー算出手段１２によって実行できる。以下、「ＣＲ」を、前記対照プールの自由エネルギー、「ＳＲ」を、前記被対照プールの自由エネルギーともいう（以下、同様）。
【００６２】
［濃縮予測工程］
前記対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）と前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）とを比較し、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）が前記候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）よりも低い値であるか否か、すなわち、「ＳＲ＜ＣＲ」であるか否かを判断する（Ｓ３０２）。
ＳＲ；選択アプタマー配列群の自由エネルギー
ＣＲ：候補アプタマー配列群の自由エネルギー
【００６３】
そして、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）が、前記候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）よりも低い値であれば、前記被対照プールは、前記対照プールよりも目的アプタマーが濃縮されていると予測し（Ｓ３０３）、前記候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）と同じまたは高い値であれば、前記被対照プールは、目的アプタマーが濃縮されていないと予測する（Ｓ３０４）。以上の工程により、濃縮予測が完了する。
【００６４】
また、前述のように、例えば、２種類以上または全てラウンドのプールについて、アプタマー配列群の配列情報を入力した場合、例えば、複数のプールのアプタマー配列群から、任意のプールのアプタマー配列群を、対照プールの候補アプタマー配列群および被対照プールの選択アプタマー配列群として選択する工程、選択した前記候補アプタマー配列群および前記選択アプタマー配列群についての自由エネルギー算出工程、および濃縮予測工程を、繰り返し行ってもよい。また、例えば、前記複数のプールの各アプタマー配列群について、自由エネルギーの算出工程を行った後、任意のプールのアプタマー配列群を、対照プールの候補アプタマー配列群および被対照プールの選択アプタマー配列群として選択する工程、および濃縮予測工程を、繰り返し行ってもよい。この際、前記対照プールは、例えば、各濃縮予測工程において同じプールでもよいし、異なるプールであってもよい。これによって、前記複数のプールから、目的アプタマー配列が濃縮されたプールを予測可能である。
【００６５】
予測結果は、例えば、ユーザーが指定した条件に従って、出力手段１４で出力してもよい。さらに、出力手段１４は、例えば、前記予測結果の他に、前記候補アプタマー配列の配列情報、前記選択アプタマー配列の配列情報、自由エネルギー等を出力する機能を備えていてもよい。
【００６６】
［実施形態２］
図４に、本実施形態の予測装置４０の一例の構成を示す。同図において、図１と同一部分には同一符号を付している。特に示さない限り、本実施形態は、前記実施形態１と同様である。図４に示すとおり、予測装置４０は、さらに、配列記憶手段４１および自由エネルギー記憶手段４２を備えること以外は、実施形態１の予測装置と同様の構成を有する。すなわち、予測装置４０は、入力手段１１と自由エネルギー算出手段１２と濃縮予測手段１３と出力手段１４と配列記憶手段４１と自由エネルギー記憶手段４２とを備える。自由エネルギー算出手段１２と濃縮予測手段１３とは、例えば、図４に示すように、ハードウェアであるデータ処理装置１５に組み込まれてもよい。自由エネルギー算出手段１２と濃縮予測手段１３とは、例えば、ソフトウェアそのものでも良いし、ハードウェアにソフトウェアが組み込まれたものでもよい。データ処理装置１５は、例えば、ＣＰＵ等を備えてもよい。配列記憶手段４１と自由エネルギー記憶手段４２とは、例えば、図４に示すように、ハードウェアである記憶装置４３に組み込まれてもよい。
【００６７】
図４に示すように、配列記憶手段４１は、例えば、入力手段１１および自由エネルギー算出手段１２に電気的に接続されている。また、自由エネルギー記憶手段４２は、例えば、自由エネルギー算出手段１２および濃縮予測手段１３に電気的に接続されている。
【００６８】
配列記憶手段４１は、例えば、入力手段１１から入力された、アプタマー配列の情報を記憶し、自由エネルギー算出手段１２に前記情報を出力する。
【００６９】
自由エネルギー記憶手段４２は、自由エネルギー算出手段１２で算出された自由エネルギーを、それぞれのプール、すなわち、対照プールおよび被対照プールに関連付けて記憶し、濃縮予測手段１３に前記自由エネルギーの情報を出力する。
【００７０】
また、前述のように、入力手段１１により、複数のラウンドのプールについて、アプタマー配列群の配列情報を入力した場合、配列記憶手段４１は、例えば、全てのラウンドのプールまたは２種類以上のラウンドのプールについて、アプタマー配列の配列情報を記憶し、自由エネルギー算出手段１２に前記情報を出力してもよい。そして、自由エネルギー記憶手段４２は、自由エネルギー算出手段１２で算出された自由エネルギーを、それぞれのプールに関連付けて記憶し、その中から、前記対照プールおよび前記被対照プールとして選択した任意の２種類のプールについて、濃縮予測手段１３に前記自由エネルギーの情報を出力してもよい。
【００７１】
［実施形態３］
本実施形態は、前記対照アプタマー配列群を、前記（２）仮想アプタマー配列群とする例である。前記（２）仮想アプタマー配列群は、前記仮想アプタマー配列群は、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群である。
【００７２】
以下、本実施形態において、前記対照アプタマー配列は「仮想アプタマー配列」、前記対照アプタマー配列群は「仮想アプタマー配列群」、前記選択アプタマー配列を含む被対照アプタマー配列群は「選択アプタマー配列群」ともいう。
【００７３】
図５（Ａ）に、本実施形態の予測装置の一例の構成を示す。図５（Ａ）において、図１（Ａ）と同一部分には同一符号を付している。特に示さない限り、本実施形態は、前記実施形態１と同様である。
【００７４】
図５（Ａ）に示すとおり、予測装置５０は、仮想アプタマー生成手段５４を有する以外は、前記図１（Ａ）に示す実施形態１の予測装置１０と同様である。具体的には、予測装置５０は、入力手段１１と仮想アプタマー生成手段５４と自由エネルギー算出手段１２と濃縮予測手段１３と出力手段１４とを備える。仮想アプタマー生成手段５４と自由エネルギー算出手段１２と濃縮予測手段１３とは、例えば、図５（Ａ）に示すように、ハードウェアであるデータ処理装置１５に組み込まれてもよい。仮想アプタマー生成手段５４と自由エネルギー算出手段１２と濃縮予測手段１３とは、例えば、ソフトウェアそのものでも良いし、ハードウェアにソフトウェアが組み込まれたものでもよい。入力手段１１は、例えば、図５（Ｂ）に示すように、データベースに格納された、前記候補アプタマー配列群の配列情報および前記選択アプタマー配列群の配列情報を読み出す手段であってもよい。この場合、例えば、同図に示すように、予めサーバ１６に格納された配列情報が、回線網１７を通じて、入力手段１１に呼び出される。また、入力手段１１は、例えば、図５（Ｂ）に示すように、通信インターフェース１１１を含んでもよい。図５（Ｂ）において、図５（Ａ）と同一部分には同一符号を付している。
【００７５】
図５（Ａ）に示すように、仮想アプタマー生成手段５４は、例えば、入力手段１１および自由エネルギー算出手段１２に電気的に接続されている。
【００７６】
仮想アプタマー生成手段５４は、入力された前記被対照プールの選択アプタマー配列群の配列情報から、前記選択アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を生成し、前記仮想アプタマー配列を含む前記仮想アプタマー配列群を生成する。前記仮想アプタマー配列の生成は、例えば、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の塩基組成に基づいて行うことができる。具体的には、例えば、前記選択アプタマー配列群に含まれる各選択アプタマー配列の塩基配列の情報から、前記選択アプタマー配列群における各塩基の出現頻度を求め、これを塩基組成として設定する。そして、この塩基組成となり得る塩基配列をランダムに生成することで、同じ塩基組成である複数の仮想アプタマー配列を生成して、前記仮想アプタマー配列からなる前記仮想アプタマー配列群を得ることができる。また、本実施形態において、入力手段１１は、例えば、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の配列情報として、塩基組成を入力してもよい。この場合、例えば、入力された塩基組成に基づいて、仮想アプタマー配列を生成できる。生成する仮想アプタマーの数は、特に制限されないが、例えば、１００個〜１０００万個であり、好ましくは、１０００個〜１００万個であり、より好ましくは、１万個〜１０万個である。また、前記仮想アプタマー配列群の配列情報は、例えば、入力手段１１により入力してもよい。
【００７７】
自由エネルギー算出手段１２は、入力された前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の配列情報から、前記仮想アプタマー配列群の自由エネルギーを算出する。前記自由エネルギーの算出は、例えば、前述の通りである。
【００７８】
濃縮予測手段１３は、自由エネルギー算出手段１２から、前記自由エネルギーの情報を取り出し、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギーと、前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較する。そして、濃縮予測手段１３は、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギーが前記仮想アプタマー配列群の自由エネルギーよりも低い場合に、前記被対照プールを目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測する。
【００７９】
また、予想結果の信頼性を向上できることから、例えば、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギーが、前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーよりも有意に低い場合に、前記被対照プールを、目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測することが好ましい。有意か否かの判断方法は、特に制限されず、前述と同様である。
【００８０】
また、本実施形態においては、例えば、前記実施形態１に示すように、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由アプタマーと、前記対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギーとの比較を、あわせて行ってもよい。
【００８１】
本実施形態の予測装置は、例えば、前記実施形態２における図４に示す予測装置４０と同様に、さらに、配列記憶手段４１および自由エネルギー記憶手段４２を備えてもよい。配列記憶手段４１は、例えば、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の配列情報の他に、仮想アプタマー生成手段で生成された前記仮想アプタマー配列群の配列情報を記憶し、自由エネルギー算出手段１２に前記情報を出力してもよい。また、配列記憶手段４１は、さらに、前記対照プールの候補アプタマー配列群の配列情報を記憶し、自由エネルギー算出手段１２に前記配列情報を出力してもよい。自由エネルギー記憶手段４２は、例えば、自由エネルギー算出手段１２で算出された、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギーの他に、前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーを、前記被対照プールに関連付けて記憶し、濃縮予測手段１３に前記自由エネルギーの情報を出力してもよい。また、自由エネルギー記憶手段４２は、さらに、前記対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギーを、前記対照プールに関連付けて記憶し、濃縮予測手段１３に出力してもよい。
【００８２】
つぎに、図６および図７のフローチャートを参照し、本実施形態の予測方法を説明する。本実施形態の予測方法は、仮想アプタマー生成工程（Ｓ６０）、自由エネルギー算出工程（Ｓ６１）と、濃縮予測工程（Ｓ６２）とを含む。
【００８３】
［仮想アプタマー生成工程］
前記被対照プールの選択アプタマー配列群から、前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を含む前記仮想アプタマー配列群を生成する（Ｓ７００）。
【００８４】
［自由エネルギー算出工程］
そして、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の配列情報および前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の配列情報から、それぞれ、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）および前記仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）を算出する（Ｓ７０１）。この自由エネルギー算出工程は、例えば、自由エネルギー算出手段１２によって実行できる。以下、「ＳＲ」を、前記被対照プールの自由エネルギー、「ＳＶ」を、前記対照プールの自由エネルギーともいう（以下、同様）。
【００８５】
［濃縮予測工程］
算出した前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）と前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）とを比較し、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）が、前記仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）よりも低い値であるか否か、すなわち、「ＳＲ＜ＳＶ」であるか否かを判断する（Ｓ７０２）。
ＳＲ：選択アプタマー配列群の自由エネルギー
ＳＶ：仮想アプタマー配列群の自由エネルギー
【００８６】
そして、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）が、前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）よりも低い値であれば、前記被対照プールは、目的アプタマーが濃縮されていると予測し（Ｓ７０３）、前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）と同じまたは高い値であれば、前記被対照プールは、目的アプタマーが濃縮されていないと予測する（Ｓ７０４）。以上の工程により、濃縮予測が完了する。
【００８７】
本実施形態では、例えば、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギーと、前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較するのみで、濃縮を予測できる。
【００８８】
また、本実施形態では、例えば、前記実施形態１と同様に、あわせて、前記自由エネルギー算出工程において、前記対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）を算出してもよい。そして、前記濃縮予測工程において、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）と前記対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）との比較により、濃縮予測を行うこともできる。
【００８９】
［実施形態４］
本実施形態は、前記対照アプタマー配列群を、前記（１）候補アプタマー配列群、前記（２）仮想アプタマー配列群、および前記（３）仮想アプタマー配列群とする例である。なお、特に示さない限り、前記実施形態１、実施形態２および実施形態３と同様にして行うことができる。
（１）前記複数の候補アプタマー配列を含む候補アプタマー配列群
（２）前記被対照アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記被対照アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
（３）前記候補アプタマー配列群と同じ塩基組成の仮想アプタマー配列を含む、前記候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群
【００９０】
本実施形態の予測方法は、仮想アプタマー生成工程、自由エネルギー算出工程と、濃縮予測工程とを含む。
【００９１】
［仮想アプタマー生成工程］
前記被対照プールの選択アプタマー配列群から、前記選択アプタマー配列群と同じ塩基組成となる仮想アプタマー配列を含む、前記（２）選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群を生成する。他方、前記（１）対照プールの候補アプタマー配列群から、前記候補アプタマー配列群と同じ組成となる仮想アプタマー配列を含む、前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群を生成する。
【００９２】
［自由エネルギー算出工程］
そして、前記被対照プールの選択アプタマー配列群および前記（２）選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群から、それぞれ、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）および前記（２）選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）を算出する。他方、前記（１）対照プールの候補アプタマー配列群および前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群から、それぞれ、前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）および前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＶ）を算出する。これらの自由エネルギー算出工程は、例えば、自由エネルギー算出手段１２によって実行できる。
【００９３】
［濃縮予測工程］
前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）と前記（２）選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）とを比較し、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）が前記（２）仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）よりも低い値であるか否か、すなわち、「ＳＲ＜ＳＶ」であるか否かを判断する。
ＳＲ：選択アプタマー配列群の自由エネルギー
ＳＶ：仮想アプタマー配列群の自由エネルギー
【００９４】
他方、算出した前記（１）対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）と前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＶ）とを比較し、前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）が前記（３）仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＶ）よりも低い値であるか否か、すなわち、「ＣＲ＜ＣＶ」であるか否かを判断する。
ＣＲ：候補アプタマー配列群の自由エネルギー
ＣＶ：仮想アプタマー配列群の自由エネルギー
【００９５】
つぎに、前記被対照プールについて、前記（２）選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＶ）に対する前記選択アプタマー配列群の自由エネルギー（ＳＲ）の減少程度（ＳＶ−ＳＲ）を求める。また、前記対照プールについて、前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＶ）に対する前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギー（ＣＲ）の減少程度（ＣＶ−ＣＲ）を求める。そして、前記被対照プールの減少程度（ＳＶ−ＳＲ）が、前記対照プールの減少程度（ＣＶ−ＣＲ）よりも大きい場合、前記被対照プールを、前記対照プールよりも、目的アプタマー配列が濃縮されたプールと予測できる。
【００９６】
［実施形態５］
前記被対照プールについて、前記選択アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（２）選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較する場合、例えば、以下の方法によって、両者の自由エネルギーの差が有意であるかを判断できる。これらは一例であって、本発明を制限するものではない。また、前記対照プールについて、前記（１）候補アプタマー配列群の自由エネルギーと前記（３）候補アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較する場合も、同様である。
【００９７】
（１）二群の比較
前記被対照プールに含まれる選択アプタマー配列群Ｓの塩基（Ａ、Ｇ、Ｃ、ならびに、Ｔおよび／またはＵ）の頻度を基準に、同じ頻度となるランダムな配列を生成し、これを仮想アプタマー配列群Ｓｒとする。選択アプタマー配列群Ｓから計算される自由エネルギーをｇとし、仮想アプタマー配列群Ｓｒから計算される自由エネルギーをｇｒとする。目的アプタマー配列の濃縮が起こったプールでは、前述のように、選択アプタマー配列群の自由エネルギーの分布が、仮想アプタマー配列群の自由エネルギーの分布よりも有意に低い。したがって、選択アプタマー配列群の自由エネルギーｇの分布が、仮想アプタマー配列群の自由エネルギーｇｒよりも低い分布であれば、プールにおいて目的アプタマー配列が濃縮されているといえる。ここで、選択アプタマー配列群の自由エネルギーｇの分布が、仮想アプタマー配列群の自由エネルギーｇｒの分布よりも低いことを示すため、下記式（１）に示す仮説をたてる。下記式において、μおよびμｒは、それぞれ、選択アプタマー配列群の自由エネルギーｇの平均値および仮想アプタマー配列群の自由エネルギーｇｒの平均値である。この仮説が棄却されれば、選択アプタマー配列群の自由エネルギーｇの平均は、仮想アプタマー配列群の自由エネルギーｇｒの平均よりも、有意に低いことが示される。
【数１】
2012002549.tif 000003
【００９８】
ここでは、平均値の差の検定として、Ｗｅｌｃｈのｔ検定を行う。ｔ値は、下記式（２）で表わされ、自由度ｖのｔ分布に従う。この際、ｎは、選択アプタマー配列群Ｓの選択アプタマー配列数、ｎｒは、仮想アプタマー配列群の仮想アプタマー配列数とする。また、ｖは、分散の推定値を用いて、下記式（３）とする。
【数２】
2012002549.tif 000004
【００９９】
（２）母集団との比較
前記（１）と同様に、被対照プールに含まれる選択アプタマー配列群Ｓから計算される自由エネルギーをｇとする。ここで、ｇが正規分布に従うと仮定すると、下記式（４）となる。
【数３】
2012002549.tif 000005
【０１００】
つぎに、前記（１）と同様に、選択アプタマー配列群Ｓの塩基頻度を基準に、同じ頻度となるランダムな配列を生成し、これを仮想アプタマー配列群Ｓｒとする。そして、仮想アプタマー配列群Ｓｒから計算される自由エネルギーをｇｒとし、その平均値をμ０とする。ここで、下記式（５）に示す仮説をたてる。この時、ｔ値は、下記式（６）となり、自由度ｎ−１のｔ分布に従う。この仮説が棄却されれば、選択アプタマー配列群の自由エネルギーｇの平均μは、仮想アプタマー配列群の自由エネルギーｇｒの平均μ０よりも、有意に低いことが示される。
【数４】
2012002549.tif 000006
【０１０１】
（３）分布の平行移動
前記被対照プールに含まれる選択アプタマー配列群の自由エネルギーが、前記選択アプタマー配列群由来の仮想アプタマー配列群の自由エネルギーよりも有意に低い場合、その差が十分であるかは、例えば、以下の方法により、判断可能である。
【０１０２】
ここで、下記式（７）に示す仮説をたてる。下記式において、μは、選択アプタマー配列群Ｓから計算される自由エネルギーｇの平均値であり、μ０は、仮想アプタマー配列群Ｓｒから計算される自由エネルギーｇｒの平均値であり、δは、どの程度の平均値に差があるかを示すパラメータである。この時、ｔ値は、下記式（８）となり、自由度ｎ−１のｔ分布に従う。この仮説が棄却されれば、選択アプタマー配列群の自由エネルギーｇの平均μは、仮想アプタマー配列群の自由エネルギーｇｒの平均μ０よりも、十分に有意に低いことが示される。
【数５】
2012002549.tif 000007
【０１０３】
［実施形態６］
前記対照プールの候補アプタマー配列群の自由エネルギーと、前記被対照プールの選択アプタマー配列群の自由エネルギーとを比較する場合、例えば、以下の方法によって、両者の自由エネルギーの差が有意であるかを判断できる。
【０１０４】
（１）ラウンド間の比較
ｉ番目のラウンド（ｉ−ｔｈ）のプールを対照プールとし、それに含まれる候補アプタマー配列群Ｓｉから計算される自由エネルギーの分布を、μｉとする。他方、前記ｉ-ｔｈ以降の任意のｊ番目のラウンド（ｊ-ｔｈ）のプールを被対照プールとし、それに含まれる選択アプタマー配列群をＳｊとし、選択アプタマー配列群Ｓｊから計算される自由エネルギーの分布を、μｊとする。ただし、ｊ＞ｉ。ここで、下記式（９）に示す仮説をたて、Ｗｅｌｃｈのｔ検定を行う。検定の結果、有意であれば、ｊ−ｔｈラウンドの自由エネルギーの分布μｊの平均は、ｉ−ｔｈラウンドの自由エネルギーの分布μｉの平均よりも低い。つまり、目的アプタマー配列の濃縮が進んでいると判断できる。
【数６】
2012002549.tif 000008
【０１０５】
本発明のプログラムは、前述の本発明の予測装置の使用方法を、同装置に実行させるプログラムである。本発明のプログラムは、例えば、記録媒体に記録されていてもよい。前記記録媒体は、特に制限されず、例えば、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＤＶＤ、メモリーカード等があげられる。また、本発明のプログラムは、例えば、予め、前述の本発明の予測装置にインストールされていてもよいし、前記記録媒体またはインターネット等の回線網を介して、インストールされてもよい。なお、本発明のプログラムは、必ずしも、前述の本発明の予測装置にインストールされている必要はなく、例えば、サーバに格納されている本発明のプログラムにより、前述の使用方法を、前述の装置に実行させてもよい。
【実施例】
【０１０６】
つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、下記の実施例により制限されない。【０１０７】
［実施例１］
本実施例では、複数のアプタマーを含む初期プールを用いて、ＳＥＬＥＸ法により、ヒトＨＭＧＢ１（Ｈｉｇｈ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｇｒｏｕｐ  ｂｏｘ  １；商品名Ｈ４６５２  ＨＭＧ−１、シグマ社製）に対して結合可能な目的プライマーの濃縮を行った。【０１０８】
前記ラウンド０の初期プールは、複数のアプタマーを含むプールを使用した。前記初期プールにおけるアプタマーは、３’末端領域および５’末端領域にプライマー領域を有し、前記３’末端領域および５’末端領域の間にランダム領域を有し、各アプタマーにおいて、前記プライマー領域の配列は、完全に一致し、前記ランダム領域の配列は、異なる配列とした。【０１０９】
ＳＥＬＥＸ法では、ターゲットに結合したアプタマーの選択および結合したアプタマーの増幅を１セットとして、前記初期プール（Ｒ０）から８回繰り返し行い、各ラウンド（Ｒ１〜Ｒ８）でプールを得た。また、各ラウンドのプールについて、ＢｉａｃｏｒｅＸ（商品名；ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  ＵＫ  Ｌｔｄ．）を用いた表面プラズモン共鳴分子間相互作用解析により、ＨＭＧＢ１との結合能（Ｒｍａｘ：単位ＲＵ）を測定した。【０１１０】
各ラウンドのプールの情報を下記表１に示す。下記表１において、「個数」は、各ラウンドのプールに含まれる全アプタマーの個数（配列数）であり、「塩基組成」は、各ラウンドのプールについて、各プールに含まれる全アプタマーのランダム領域における塩基組成（各塩基の出現頻度）であり、「Ｒｍａｘ」は、各ラウンドのプールとＨＭＧＢ１との結合能を示し、「ＭＦＥ平均」および「ＭＦＥ分散」は、各ラウンドのプールの最小自由エネルギー（ＭＦＥ）の平均（ｋｃａｌ／ｍｏｌ）および分散（（ｋｃａｌ／ｍｏｌ）２）を示す。【０１１１】
【表１】
2012002549.tif 000009
【０１１２】
また、後述する自由エネルギーによる解析の信頼性を確認するため、前記各ラウンドのプールについて、実際に、表面プラズモン共鳴分子間相互作用解析を行い、いずれのラウンドでＨＭＧＢ１に結合する目的アプタマーが濃縮されているかを確認した。具体的には、各ラウンドのプールについて、重複配列（プール内に有意に複数個存在するアプタマーの配列）の有無と、各ラウンドのプールのＨＭＧＢ１への結合を確認した。また、表面プラズモン共鳴分子間相互作用解析により、Ｒ８のプールから、ＨＭＧＢ１と実際に結合するアプタマー（ＨＭＧＢ１結合アプタマー）を選択し、前記ＨＭＧＢ１結合アプタマーの塩基配列決定を行った。さらに、前記ＨＭＧＢ１結合アプタマーの配列に基づいて、各プールに含まれるアプタマーについて、モチーフ解析を行った。【０１１３】
その結果、Ｒ１〜Ｒ３のプールにおいては、有意に存在する重複配列は見られなかった。また、Ｒ４のプールでは、前記ＨＭＧＢ１結合アプタマー配列のモチーフを有する重複配列が検出されたが、ＨＭＧＢ１には結合しなかったことから、前記ＨＭＧＢ１結合アプタマー配列の濃縮は、起こっていなかった。Ｒ５のプールでは、実際に、複数種類の重複配列が検出され、前記プールにおける頻度が低い重複配列に、ＨＭＧＢ１に結合するアプタマーが確認された。このことから、Ｒ５のプールは、前記ＨＭＧＢ１結合アプタマーの濃縮が起こっていることがわかった。また、Ｒ６およびＲ７のプールにおいても、複数種類の重複配列が確認され、前記プールにおける頻度が上位である重複配列（最上位の重複配列を除く）に、ＨＭＧＢ１に結合するアプタマーが確認された。このことから、Ｒ６および７のプールは、Ｒ５のプールよりも、さらに前記ＨＭＧＢ１結合アプタマーの濃縮が起こっていることがわかった。また、Ｒ８のプールにおいても、複数種類の重複配列が確認され、前記プールにおける頻度が最上位を含む上位である複数種類の重複配列が、ＨＭＧＢ１に結合するアプタマーであることが確認された。このように、最上位を含む上位の重複配列がＨＭＧＢ１に結合したことから、Ｒ８のプールは、Ｒ６およびＲ７のプールよりも一層、前記ＨＭＧＢ１結合アプタマーの濃縮が起こっていることがわかった。以上の結果から、後述する自由エネルギーに基づく解析において、Ｒ１〜Ｒ４の検定が有意となった場合は、偽陽性となり、Ｒ５〜Ｒ８の検定が有意とならなかった場合は、偽陰性となる。【０１１４】
（１−１）仮想アプタマー配列の自由エネルギー
前記表１に示す各ラウンドの塩基組成に基づいて、同じ組成となる仮想アプタマー配列を、コンピュータ上で、１０００個、１万個、１０万個生成した。そして、各仮想アプタマー配列から自由エネルギーを求め、各ラウンドのプールについて、自由エネルギーの平均値および分散値を算出した。この仮想アプタマー配列の生成、ならびに、自由エネルギーの平均および分散の算出を、合計１０回（ｎ＝１０）行った。【０１１５】
図８に、１０回の試行における、各ラウンドの自由エネルギーの平均を示す。図８（Ａ）は、ラウンドあたり１万個の仮想アプタマー配列を生成した結果であり、図８（Ｂ）は、ラウンドあたり１０００個の仮想アプタマー配列を生成した結果である。図８において、縦軸が、平均自由エネルギー（単位ｋｃａｌ／ｍｏｌ）を示し、横軸が、試行回（ｎ＝１〜１０）を示す。同図に示すように、ラウンドあたり１０００個または１万個の仮想アプタマー配列を生成した際、前記自由エネルギーの平均は、１０回の試行によっても、ほぼ同等の値を示した。中でも、１万個の仮想アプタマー配列の生成より、極めて安定に自由エネルギーの平均を算出できることがわかった。【０１１６】
図９に、１０回の試行における、各ラウンドの自由エネルギーの分散を示す。図９は、ラウンドあたり１０万個の仮想アプタマー配列を生成した結果である。図９において、縦軸が、自由エネルギーの分散（単位（ｋｃａｌ／ｍｏｌ）２）を示し、横軸が、試行回（ｎ＝１〜１０）を示す。同図に示すように、ラウンドあたり１０万個の仮想アプタマー配列を生成した際、前記仮想アプタマー配列の自由エネルギーは、１０回の試行によっても、ほぼ同等の自由エネルギーを示した。【０１１７】
（１−２）サンプリングアプタマー配列と仮想アプタマー配列との比較
前記表１に示す各ラウンドのプールから、所定数のアプタマー配列をサンプリングした。前記サンプリングしたアプタマー配列数は、２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００個とした。前記各ラウンドからサンプリングした所定数の全サンプリングアプタマー配列のランダム領域の塩基組成を解析し、各ラウンドの塩基組成に基づいて、同じ組成となる仮想アプタマー配列を、コンピュータ上で、１００００個生成した。続いて、前記各サンプリングアプタマー配列および前記各仮想アプタマー配列から、ＲＮＡｆｏｌｄ(Andreas  R  Gruber  et  al.,  The  vienna  rna  websuite.  Nucleic  Acids  Res,  36(Web  Server  issue):W70-W74,  Jul  2008)を用いて自由エネルギーを求め、各ラウンドのプールについて、前記サンプリングアプタマー配列の自由エネルギーの平均、および、前記仮想アプタマー配列の自由エネルギーの平均を算出した。自由エネルギーの算出の条件は、温度摂氏３７℃、最小ステム長２塩基対とした（以下、同様）。この仮想アプタマー配列の生成および自由エネルギーの平均の算出を、合計１００回（ｎ＝１００）試行した。そして、１００回の試行のうち、前記サンプリングアプタマー配列の平均自由エネルギー（ＳＲ）が、前記仮想アプタマー配列の平均自由エネルギー（ＳＶ）よりも低かった回数をカウントした。【０１１８】
下記表２に、これらの結果を示す。下記表２は、各ラウンドおよび各サンプリング数において、前記サンプリングアプタマー配列の平均自由エネルギー（ＳＲ）が、前記仮想アプタマー配列の平均自由エネルギー（ＳＶ）よりも低かった回数を示す。また、下記表２に、各ラウンドのプールの結合能（Ｒｍａｘ）を合わせて示す。【０１１９】
【表２】
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【０１２０】
自由エネルギーの解析の結果、前記表２に示すように、サンプリング数にかかわらず、ＳＲ＜ＳＶの回数が、Ｒ５で増加して１００回に近づき、Ｒ６以降で１００回となった。これらの結果は、実際にＨＭＧＢ１との結合を確認した前述の表面プラズモン共鳴分子間相互作用解析の結果に対応していた。このことから、自由エネルギーの解析によって、標的物質と結合可能なアプタマー配列の濃縮の有無を、優れた感度で判断可能であるといえる。【０１２１】
さらに、前述の１００回の試行のうち、ｔ検定により、有意水準５％で、前記サンプリングアプタマー配列の平均自由エネルギー（ＳＲ）が、前記仮想アプタマー配列の平均自由エネルギー（ＳＶ）よりも低かった回数をカウントした。【０１２２】
下記表３に、これらの結果を示す。下記表３は、各ラウンドおよび各サンプリング数において、有意水準５％で、前記サンプリングアプタマー配列の平均自由エネルギー（ＳＲ）が、前記仮想アプタマー配列の平均自由エネルギー（ＳＶ）よりも低かった回数を示す。また、下記表３において、各ラウンドのプールの結合能（Ｒｍａｘ）を合わせて示す。【０１２３】
【表３】
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【０１２４】
この結果、前記表３に示すように、サンプリング数にかかわらず、ＳＲ＜ＳＶ（有意水準５％）の回数は、Ｒ４までほぼ０となった。そして、Ｒ５で増加が見られ、Ｒ６以降で、ほぼ１００回となり、サンプリング数４０回以上の場合、完全に１００回の結果が得られた。これらの結果は、実際にＨＭＧＢ１との結合を確認した前述の表面プラズモン共鳴分子間相互作用解析の結果に対応していた。特に、ｔ検定を併用することによって、Ｒ４の結果もほぼ０回となったため、Ｒ４に関する、偽陽性の判断を回避でき、優れた信頼性で、濃縮の有無を判断可能であるといえる。また、サンプリング数を４０以上とすることで、結果が安定することから、偽陰性の判断を回避でき、さらに信頼性を向上できるといえる。【０１２５】
さらに、サンプリング数２０、４０、８０、１８０の各ラウンドのプールについて、自由エネルギーの平均の標準偏差を、下記表４に示す。【０１２６】
【表４】
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【０１２７】
前記表４に示すように、サンプリング数の増加に伴い、標準偏差値の減少が見られた。この結果から、例えば、セレクションのどの段階においても、サンプリング数を増加させることによって、より信頼度の高い判定が可能るといえる。【０１２８】
（１−３）サンプリングアプタマー配列のラウンド間の比較およびサンプリングアプタマー配列と仮想アプタマー配列との比較
各ラウンドのプールについて、前記プールに含まれる全アプタマー配列をサンプリングアプタマー配列とした以外は、前記（１−２）と同様にして、１００００個の仮想アプタマー配列の生成、前記サンプリングアプタマー配列および前記仮想アプタマー配列の自由エネルギーの平均の算出を行った。これらの結果を、図１０の箱ひげ図に示す。図１０において、縦軸は、自由エネルギー（単位ｋｃａｌ／ｍｏｌ）を示し、横軸が、各ラウンド（Ｒ１〜８）を示す。図１０において、左半分が、サンプリングアプタマー配列の結果であり、右半分が、仮想アプタマー配列の結果である。【０１２９】
まず、各ラウンドのサンプリングアプタマー配列の自由エネルギーの中央値を比較した。この結果、Ｒ１〜Ｒ５と比較して、Ｒ６以降において、著しい自由エネルギーの低下が見られた。Ｒ６は、前述のように、ＨＭＧＢ１結合アプタマーの濃縮が顕著に確認されたラウンドである。このことから、自由エネルギーの低下を確認することで、目的アプタマーの濃縮の有無を確認できることがわかった。【０１３０】
つぎに、各ラウンドについて、サンプリングアプタマー配列の自由エネルギーの中央値と、仮想アプタマー配列の自由エネルギーの中央値とを比較した。この結果、Ｒ５において、サンプリングアプタマー配列の中央値と比較して仮想アプタマー配列の中央値の低下が確認され、Ｒ６以降において、サンプリングアプタマー配列の中央値と比較して、より大きな仮想アプタマー配列の中央値の低下が確認された。このことから、サンプリングアプタマー配列の自由エネルギーと、仮想アプタマー配列の自由エネルギーとを比較することで、目的アプタマーの濃縮の有無を確認できることがわかった。【０１３１】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。【０１３２】
この出願は、２０１０年７月２日に出願された日本出願特願２０１０−１５２０２０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明により、前記被対照アプタマー配列群と前記対照アプタマー配列群との自由エネルギーを比較するのみで、容易に前記目的アプタマー配列の濃縮の有無を予測できる。このため、本発明によれば、例えば、目的アプタマーを濃縮するための選択処理を、必要以上のラウンド数繰り返すこと、濃縮のためのラウンド数の不足等を防止できる。また、本発明により、濃縮の有無を予測すれば、例えば、必要と考えられるプールについてのみ、ウェットでの確認試験を行えば足りるため、労力やコストを軽減できる。
【符号の説明】
【０１３４】
１０、４０、５０    予測装置
１１    入力手段
１２    自由エネルギー算出手段
１３    濃縮予測手段
１４    出力手段
１５    データ処理装置
１６    サーバ
１７    回線網
４１    配列記憶手段
４２    自由エネルギー記憶手段
４３    記憶装置
５４    仮想アプタマー生成手段
１１１  通信インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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